В статье National Geographic об объявлении НАСА новых планет, открытых космическим кораблем «Кеплер», говорится, что существует 4175 планет-кандидатов. Каков процесс проверки этих планет-кандидатов? Откуда мы знаем, что они существуют, не зная, являются ли они планетами? Или они кандидаты, потому что данные намекают на то, что там может быть планета, но нам нужны более подробные данные или дополнительный анализ, прежде чем мы сможем это подтвердить?
Планеты-кандидаты - это объекты интереса Кеплера (KOI), которые имеют транзитную кривую блеска и прошли ряд наблюдательных тестов. Они являются кандидатами, потому что, хотя они и показывают транзит на кривой блеска рассматриваемой звезды, нет независимого подтверждения планетарной массы.
Одна из проблем, которую необходимо преодолеть, — это «ложные срабатывания». Помимо планет, существуют и другие астрофизические явления, которые могут имитировать экзопланетный переход по кривой блеска Кеплера. Например, звездная двойная система со скользящим падением может производить то, что выглядит как транзит на кривой блеска; так же может быть и случайное совмещение звезды с фоновой затмевающей двойной звездой. Есть также ряд инструментальных аномалий, например, сигнал в одной части ПЗС или поля Кеплера может создавать «призрак» в другом месте, который может выглядеть как транзит.
Если вы можете получить подробную спектроскопию, включая точные измерения лучевой скорости, вы обычно можете исключить большинство этих ложных срабатываний, в основном за счет ограничения массы компаньона.
Даже если у вас есть очень четкий транзитный сигнал и вы можете оценить радиус планеты, еще одна проблема заключается в том, что широкий диапазон масс создает объекты с очень похожими радиусами. т.е. более массивные коричневые карлики имеют очень похожие радиусы на экзопланеты. Опять же, только оценка массы, либо с помощью измерений лучевой скорости, либо иногда с помощью «вариаций времени прохождения», если объект находится в системе с несколькими экзопланетами.
Теперь проблема с KOI заключается в том, что многие из этих звезд слишком тусклые ( ) для проведения подробной спектроскопии, которая легко возможна на гораздо более ярких экзопланетах вокруг звезд, обнаруженных, скажем, в наземных исследованиях ярких звезд HATNET или WASP.
Итак, что вы можете сделать, так это решить проблему статистически, определяя виды ложноположительных результатов, которые у вас могут быть, количественно оценивая их влияние и отбрасывая подозрительные объекты (см., например, Batalha 2012 ). Раздел 4 этой статьи подробно описывает некоторые из проведенных тестов: например, сравнение глубины нечетных и четных транзитов для поиска асимметрий, которые указывали бы на скользящие двойные падения; искать между транзитами вторичное затмение, которое также указывало бы на звездного компаньона; форма транзита является диагностической, но не может легко исключить планетарного кандидата; поиск движения "фотоцентра" источника - если фотоцентр движется во время прохождения, это может указывать на фоновую, разбавленную, затменно-двойную кривую блеска.
В ранней статье Мортона и Джонсона (2011) на основе подхода синтеза населения утверждалось, что астрофизические ложные срабатывания ограничены менее чем 10%. Однако недавняя статья Coughlin et al. (2014) обсуждает, как можно проверить инструментальные эффекты, сравнивая периоды прохождения с периодами других известных объектов в поле зрения Кеплера. Они утверждают, что около 30% KOI на самом деле могут быть ложноположительными. В любом случае похоже, что подавляющее большинство KOI действительно являются экзопланетами, но для определения того, какие из них таковыми не являются, потребуется детальное наблюдение.
Джек Р. Вудс